适应清洁能源发展和现货市场运行的容量市场机制设计

随着中国电力体制改革的不断深化与现货市场建设的全面铺开,部分省区已暴露出电力容量充裕性不足、发电资源产生大量搁浅成本等问题,亟须完善容量市场机制,健全电力市场体系,以促进机组投资和保障发电容量充裕性.文中提出了一种适应清洁能源发展且与现货市场运行相适应的容量市场机制.一方面,将现货电能量交易要素纳入考虑,调动了容量资源在固定成本和运行成本两方面的竞争力,强化了容量投建与系统运行的联系,有利于形成更加切实可行的容量投建方案;另一方面,切合"碳达峰、碳中和"目标,内嵌能源结构约束以兼容产业结构调整从而获得满足能源清洁低碳转型要求和经济性最优的容量组合.最后,通过构建双层优化模型实现计及现货市场运行的容量竞价集中出清,采用改进的IEEE 24节点等系统的算例模拟计算表明,所提机制能够在激励市场主体主动参与、适应未来清洁能源成本替代效应的同时,实现市场整体经济效率的有效改进.     

基于多市场均衡的综合能源市场机制设计

近年来,我国综合能源技术与产业蓬勃发展,已有诸多研究和实践探索基于集中竞价、统一决策的综合能源市场模式。然而,大统一的市场改革与运作可能产生由于体制重组、决策过程不透明和复杂信息交互引起的交易成本。为避免颠覆性改革成本、防止信息不对称产生的市场失灵,该文设计基于多市场均衡的综合能源市场体系,提出综合能源跨商品套利、跨区(市)套利、跨期套利以及期现套利的交易模式。进而,构建综合能源服务商参与多市场套利和交易的双层优化模型,以综合能源服务商为主体,通过披露不同能源当量价格信息,激励其套利和交易行为,由此促进多能市场之间的均衡。基于我国广东省的实证分析表明,市场成员套利交易行为能够促进不同能源市场之间的价格均衡,以最小的改革成本获取最大的市场效益。     

适应中国现行电力市场环境下的容量市场机制设计

从保证电力系统发电容量充裕度的必要性出发,研究国外电力市场中保障电力系统可靠发电容量的体制机制,提出适应中国电力市场环境下的容量市场机制设计方式,有助于建设与现行机制耦合的容量市场机制,保障系统发电容量充裕及系统长期稳定运行。     

欧洲战略备用机制对我国发电容量充裕性问题的启示

确保发电容量充裕是电力系统安全运行和电力市场稳定的必要条件,是电力工业发展中需要解决的核心问题之一。随着全球能源电力低碳转型,电力系统发电容量充裕性面临着严峻挑战,国际上已实施多种容量机制。文章结合欧洲能源转型及电力市场化改革过程梳理容量机制的建设背景、发展脉络及现状,重点分析欧洲2019/943法案推荐近期适用的战略备用机制,及该机制在芬兰、德国、比利时的设计细节。双碳目标下,我国煤电将由主体电源转变为调节性、支撑性电源,亟需容量机制保障其安全平稳转型。文章梳理了我国煤电容量机制现状及问题,指出战略备用机制具有良好的适用性,分析设计实施该机制的关键问题,为国内容量机制建设提供了决策参考。     

欧洲战略备用机制对我国发电容量充裕性问题的启示

确保发电容量充裕是电力系统安全运行和电力市场稳定的必要条件,是电力工业发展中需要解决的核心问题之一。随着全球能源电力低碳转型,电力系统发电容量充裕性面临着严峻挑战,国际上已实施多种容量机制。文章结合欧洲能源转型及电力市场化改革过程梳理容量机制的建设背景、发展脉络及现状,重点分析欧洲2019/943法案推荐近期适用的战略备用机制,及该机制在芬兰、德国、比利时的设计细节。双碳目标下,我国煤电将由主体电源转变为调节性、支撑性电源,亟需容量机制保障其安全平稳转型。文章梳理了我国煤电容量机制现状及问题,指出战略备用机制具有良好的适用性,分析设计实施该机制的关键问题,为国内容量机制建设提供了决策参考。     

考虑发电容量适应性的多目标输电网规划

电源和负荷增长的不确定性及发电出力变化将对电网规则方案的适应性和灵活性提出新的要求.文中引入发电容量适应性指标,衡量网络结构对发电出力容量变化的适应能力,建立考虑网络结构优化的多目标输电网规划模型,对多场景电网期望负载水平进行优化,改善电网运行环境和应对发电出力容量变化的能力,提高电网功率传输能力,减少各场景下的负荷损失.典型算例结果表明了文中模型和方法的有效性.     

电动汽车用户参与调控意愿的多代理表征与可信容量量化

作为一种重要的可调节资源,电动汽车(EV)参与调控有助于提升电力系统充裕性。然而,EV用户行为的不确定性可能为EV备用容量带来失效风险。针对上述问题,提出了EV用户参与调控意愿的多代理表征与可信容量量化方法。首先,结合EV出行行为设计了用户参与调控意愿的调研问卷,采集了真实用户参与调控的意愿数据;其次,通过小样本问卷数据深度挖掘建立了高效表征用户集群意愿的多代理模型;然后,在此基础上提出了用户参与调控意愿的判别方法,建立了EV集群可信容量量化模型;最后,通过算例分析了代理个体数等关键参量对EV用户集群参与调控意愿判别的影响,给出了合理设参时不同置信度下的EV集群可信容量。     

光伏光热互补发电系统多目标容量优化研究

将光伏发电和光热发电相结合,可以改善单独光伏发电可靠性低和单独光热发电成本高的缺陷。故提出一种针对光伏光热互补发电系统的多目标容量优化方法,旨在寻找平衡互补系统经济性和供电可靠性的最优折衷解。以张北地区的光伏光热互补发电系统为例,对其进行了容量优化,获得了帕累托最优解集,进而通过理想点法获得了最优折衷解,并通过敏感性分析研究了电负荷及容量参数变化对系统容量优化结果及性能的影响。结果表明,当太阳能倍数2.5、电加热器额定功率为74 MW、储热时长20 h、光伏装机容量82 MW和蓄电池容量为0时,互补系统有最优折衷解,相应的平准化度电成本和负载缺电率分别为1.06元/(kW·h)和5.57%。     

多目标遗传算法和伺服设计中的寻优问题

运用基于排序计算适应度的多目标遗传算法对伺服系统的干扰抑制联合μ综合进行了设计寻优。寻优结果从多目标优化的角度，表明该ＭＯＧＡ成功地搜索出伺服系统干扰抑制设计的性能极限，明确了伺服系统的鲁棒性能设计中的性能权函数的选取。     

山西电力调频市场机制设计与运营实践

长期以来,“两个细则”在激励发电企业设备改造、增加调频辅助服务供给、提高调频辅助服务质量等方面起到了显著作用,但也存在补偿与考核机制有待完善、市场化价格机制尚未形成、辅助服务资源配置效率有待提高等问题。为以市场化方式进一步激励发电机组提升调节能力,研究建立山西电力调频市场及相应机制。山西电力调频市场机制设计,以调频服务供应成本最小化为目标,综合考虑机组报价和调频性能两方面因素确定调频机组,并按其实际调频贡献和调频效果支付补偿费用。山西电力调频市场的运行结果表明,市场竞争机制能够激励机组提高调节性能、优化调频资源配置、提升电网总体调频效率、引导新兴技术和产业发展。文中在介绍山西电力调频市场机制设计与运营实践的基础上,总结提炼调频市场的运营效益,并提出下一阶段调频市场深化发展完善的建议。     

美国PJM电力容量市场分析

通过详细分析美国电力工业发展数据,指出其20世纪60到70年代电力工业的高速发展奠定了美国电能市场的基础,但电能市场无法有效引导电源建设,埋下了电力供求失衡的隐患,也促使美国开始了容量市场建设的历程。介绍和分析了美国PJM电力容量市场,指出电力容量市场是有计划特色的市场,同时也处于不断完善过程中。提出了我国电力工业处于迅速发展过程,更应该建立符合我国实际的电力容量市场,用市场化的方式引导电力工业可持续发展的观点。     

考虑深度调峰的电力日前市场机制设计

中国电力系统缺乏灵活调峰资源,面临严重的弃风、弃光困局,迫切需要充分调动各种资源的调峰潜力。文中提出了考虑深度调峰的电力日前市场机制设计,将深度调峰、可再生能源消纳和日前市场相结合。设计了基于深度调峰报价和避免削减降价的市场机制,深度挖掘火电机组的调峰潜力,激励火电机组主动降低自身出力参与调峰,激励可再生能源出让部分发电上网的红利,从而以共赢的方式促进可再生能源的消纳。构建了考虑深度调峰的电力日前市场出清模型,实现火电与可再生能源在低谷时段的发电权交易,实现了火电深度调峰和日前市场出清的联合建模,解决了两个市场割裂的情况下难以考虑机组爬坡约束的问题。文中采用IEEE 118节点算例系统,验证了所提机制和模型的有效性。     

调峰市场效用分析与低谷调峰市场设计

分析了调峰市场销售方的调峰成本和购买方的购买效用,建立了调峰效用与发电成本、标杆电价之间的关系。基于调峰市场的效用分析,从社会福利最大化的交易原则出发,推导出了一种新的调峰交易数学模型。该模型证明了可以基于市场成员的边际发电成本获得有效的调峰交易计划,而且还揭示了该调峰交易计划兼具降低全网发电成本、减少排放的功能。针对实际机组的计算,说明了理论分析的正确性。     

引入投资决策的电力容量市场均衡分析

针对纯能量市场难以解决发电机组的固定成本回收问题,国外电力市场已开展了建立容量市场的实践,以市场化机制形成对机组补偿的价格信号,保障发电容量充裕性。文中从容量市场机制设计的角度出发,在考虑市场成员策略行为的前提下,对引入投资决策的电力容量市场进行了建模与均衡分析。首先,描述了容量市场的基本机理,针对容量市场的投资决策问题建立双层均衡模型,上层模型为寡头主体的最优决策模型,下层模型为容量市场出清模型;其次,利用最优性条件将双层模型转化为单层模型,运用分段线性化等方法实现模型线性化,得到混合整数线性规划问题;最后,基于中国某省的实际数据进行算例分析,深入探究了市场主体的策略行为,揭示了寡头主体抬价时的过度投资行为及其影响因素,提出限制项目竞标自由度的策略行为规制方法并验证了该方法的有效性。     

现货市场环境下的可再生能源消纳责任权重市场机制设计

可再生能源消纳责任权重制度与电力现货市场建设在同步推进。为协调常规电力交易品种与消纳责任权重交易品种之间的关系,实现消纳权重制度顺利执行,设计了现货市场环境下的可再生能源消纳权重市场机制。分析了现货市场背景下消纳权重制度实施的难点,从市场主体、交易品种、交易方式与周期、交易流程4个方面设计相关市场机制,创新性提出包含电网主体的超额消纳量市场设计,并通过算例分析论证包含电网主体的超额消纳量市场对促进新能源发展的积极意义。